Sistemele de pompe de caldura utilizand ca sursa solul, numite si pompe de caldura geotermale, au o eficienta foarte ridicata.

Solul reprezinta o sursa uriasa de rezerva de energie constant regenerata prin soare și ploaie. La adancimi mai mari de 15 metri, temperatura este practic constanta pe parcursul intregului an și aproape egală cu temperatura medie anuală a aerului exterior.

Ca mod de functionare, pompele de caldura sol-apa utilizeaza conductele/sondele ingropate pentru a extrage caldura din sol. Pompa de caldura avand ca sursa solul, circula o mixtura de apa si antigel in jurul unei bucle de conducte-numita bucla inchisa la sol- ingropata in pamant.

Căldura de la sol este absorbita în solutia lichida și apoi trece printr-un schimbător de căldură în pompa de căldură. Terenul stă la o temperatură destul de constantă la suprafață, astfel încât pompa de căldură poate fi folosita pe tot parcursul anului - chiar și în mijlocul iernii.

casuta_design

În cazul sistemelor cu bucla închisa, este necesar sa se studieze geologia si morfologia solului la adâncimea la care urmeaza sa fie instalate buclele. Atât pentru buclele închise orizontale cât si pentru cele verticale, conductivitatea termica, capacitatea termica si nivelul de umiditate ale solului trebuie verificate si masurate.

În cazul sistemelor cu capacitate redusa, se va estima cel mai eficient tip de sistem din punct de vedere al costului.

De regula, acolo unde spatiul permite, pentru încalzire se prefera instalarea buclelor orizontale. Acest tip de instalare este mai putin performant pentru racire, în zonele cu temperaturi foarte ridicate.

bucle_orizontale

Spatiul necesar (un teren pe care nu se afla copaci înalti) instalarii va fi de 2,5 mai mare decât suprafata care urmeaza a fi încalzita(acest parametru poate fi mai mic în cazul în care locuinta este foarte bine izolata sau poate fi mai mare daca pompa se foloseste si pentru racire). La instalarea în soluri cu pietris sau nisip, performantele sunt diminuate considerabil atât pentru functia de încalzire cât si pentru cea de racire, iar valorile de referinta sunt altele (bucle mai lungi, suprafata mai mare a terenului). Terenul nu poate fi acoperit cu beton /asfalt sau cu alt tip de pavaj, deoarece apa de ploaie trebuie sa poata patrunda în sol, astfel încât sa poata „regenera” caldura din primul strat al solului, acolo unde sunt instalate buclele.

Pentru buclele închise se folosesc de obicei tevi din polietilena DN 25 (PP), instalate în paralel, la o distanta de 0,80 - 1 m una fata de cealalta (într-un pat de nisip la o adâncime de 1 - 1,5 m).

Pompele de caldura cu bucla verticala închisa(cu tevi DN 25 sau DN 32) reprezinta o alternativa la cele doua variante prezentate anterior.

bucla verticala

De regula, buclele din polietilena (PP) sunt utilizate doar pentru încalzire, fiind concepute pentru o valoare limitata a presiunii, corespunzatoare unei adâncimi de pâna la 100-110 m, în timp ce tevile din polietilena reticulara[ (PE-XA) sunt utilizate pentru racire (sau pentru valori mai mari ale presiunii si /sau pentru adâncimi mai mari). Buclele pot fi cu tub dublu cu profil U (performante mai ridicate în masura în care se garanteaza[ un debit mai mare si legarea în paralel pentru siguranta sporita< în acest caz, pretul este si el mai ridicat), sau pot include o singura bucla în forma de U. Sondele se vor instala la o distanta de cel putin 8-10 m una fata de cealalta pentru a evita interferenta termica.

Pentru functionarea în mod încalzire, s-a calculat ca o singura bucla (pentru aplicatii de mici dimensiuni) poate extrage din sol o putere termica de aproximativ 5 kW, cu alte cuvinte aproximativ 50 W/m.

desert

Capacitatea termica a solului este permanent aceeasi, aceasta se va lua din tabele special dupa ce au fost calculate cerintele de încalzire ale locuintei (din proiect) si numarul anual de ore de functionare la sarcina maxima. Astfel, pentru valori mai ridicate ale coeficientului de performanta, lungimea buclei trebuie sa fie mai mare (forare) sau, suprafata terenului trebuie extinsa (pentru bucle orizontale). Oricare dintre cele doua solutii mentionate anterior constituie un avantaj deoarece asigura reducerea consumului de energie al pompei de caldura.

Pentru functionarea combinata, respectiv si în mod încalzire, se va avea în vedere faptul ca solul poate primi o valoare a caldurii de maximum 40W/m (pe care o va disipa), astfel încât o bucla de 100 m cu o capacitate de 5 kW în mod încalzire va putea asigura doar 4 kW în mod racire (pentru sisteme de mici dimensiuni). În cazul solurilor care contin pietris sau nisip, performanta scade în mod simtitor, atât în mod încalzire cât si în mod racire, astfel încât se vor lua în considerare alte valori de referinta (bucle mai lungi).

În cazul în care se foloseste o pompa de caldura cu bucla închisa pentru producerea apei calde menajere, mai multa energie trebuie extrasa din sol (functionare cu o durata mai lunga) comparativ cu energia necesara calculata luând în considerare necesitatile de încalzire ale locuintei respective. Aceasta energie suplimentara necesara pentru încalzirea apei calde menajere trebuie evaluata în mod corect si lungimea buclei trebuie marita in mod corespunzator. In general, pentru producerea apei calde menajere cu sisteme de incalzire de dimensiuni medii, se estimeaza o putere de aproximativ 500 W a buclei (echivalentul a aproximativ 10 m de bucla verticala) pentru fiecare persoana care locuieste in locuinta respectiva pe parcursul unui an.

Prin utilizarea cu ajutorul unui sistem solar de încalzire, aceasta valoare poate fi redusa (acest lucru implica costuri mai mari pentru bucla) de la 50 la 80%.

Totodata, se va tine cont de faptul ca în cazul cladirilor noi, atunci când acestea sunt izolate corespunzator, apare o alta problema care necesita caldura suplimentara în primul an, pentru uscarea peretilor si a pardoselii (acest lucru implica un consum aditional de energie de pâna la 20-30%). Din acest motiv, atât în perioada în care pardoseala se usuc[ (câteva saptamâni), cât si pe durata primei perioade in care se foloseste modul de încalzire, va fi necesara o sursa suplimentara de încalzire daca pompa de încalzire este un sistem cu bucla închisa (sol) verticala sau orizontala.

Daca nu se procedeaza astfel, exista posibilitatea ca solul sa se raceasca foarte mult si sa nu poata reveni la temperatura sa „de baza” inainte de sezonul de incalzire, astfel incat functionarea intregului sistem va fi afectat chiar pe termen lung.

Aceasta problema legata de pompele de caldura geotermale instalate în cladirile noi poate fi rezolvata prin legarea la pompa de caldura a unui boiler sau prin folosirea (recomandata) unor sisteme electrice suplimentare de încalzire în perioada de început a functionarii pompei.

structura_casuta

Costul forajului pe verticala poate varia simtitor în functie de locatie, de experienta personalului, de autorizatiile/certificatele necesare, de tipul de sonde /\tevi folosite, de calitatea amestecului de bentonite si cuart folosit pentru umplere (tineti cont de faptul ca umplerea trebuie realizata de jos în sus, prin injectare la presiune ridicata), de situatiile în care este necesar sa se treaca prin acvifere (în acest caz sunt necesare tehnici speciale de etanseizare pentru a împiedica interconectarea nepermisa a diferitelor acvifere, lucru care poate face activitatea mai costisitoare si de mai lunga durata) sau de straturile mobile de pietris, etc.

 Atentie: Forajul (realizat pentru instalarea sondelor cu bucla închisa sau pentru forarea puturilor de apa) trebuie sa respecte reglementarile în domeniu în vigoare la nivel local si trebuie realizat de personal calificat.

 Gamele de pompe de caldura apa-apa Ferroli sunt deosebit de eficiente si sunt prezentate in continuare:

HSW

pompa

Sunt pompe de caldura apa-apa pentru montaj interior.

Unitatile sunt reversibile si sistemele de încalzire pot fi cu sau fara vas de acumulare pentru apa calda menajera (optional, poate fi integrat).

- capacitati 2-9 kW ;

- 1 circuit frigorific;

- 1 compresor rotativ;

- alimentare monofazata;

- temperatura maxima apa pentru tur, incalzire este 60 grd C;

- tip Freon : R410 A;

- Microprocesorul permite controlul sistemului de încalzire si racire, al vasului de acumulare pentru apa calda menajera si al sistemului de încalzire cu panouri solare.

Datorita sistemului de control încorporat, poate controla în cascada pâna la 16 unitati, generatorul de caldura poate fi folosit si pentru aplicatii în sistemele de dimensiunimedii (complexe sportive), nu numai in aplicatiile de uz domestic(locuinte).

 

- Sistemele suplimentare de încalzire tip rezistente electrice integrative (optionale) sunt disponibile cu alimentare monofazica si trifazica.

Aceste sisteme de încalzire genereaza o putere termica suplimentara de 9 kW care este gestionata în mod automat de catre microprocesor pentru trei trepte de operare (33%-66%-100%).

- Telecomanda este disponibila în varianta cu fir sau fara fir si permite utilizatorului sa acceseze toate functiile sistemului.

În varianta standard, pompa dispune de o sonda de exterior.

 - Producerea apei calde menajere poate fi gestionata în mai multe feluri.

Vasul optional de acumulare, de 120 l, poate fi folosit atât pentru pastrarea apei calde menajere cât si pentru producerea apei calde prin intermediul schimbatorului de caldura (optional, instalat pe unitate).

În acelasi timp, accesul la vasul separat de acumulare se face prin intermediul unei vane cu trei cai instalate pe unitate (optional) sau cu ajutorul unei vane cu trei cai externe.

 -Vana cu trei cai, sistemul de protectie împotriva Legionella, punctul de configurare si programarile de orice tip ale vasului de acumulare sunt controlate prin intermediul microprocesorului existent.

 HXW

pompa_sol_apa

Sunt pompe de caldura apa-apa pentru montaj interior si sunt reversibile.

- alimentare monofazata pt capacitatile:9-12 kW

- alimentare monofazata pt capacitatile:8-19 kW

- 1 circuit frigorific;

- 1 compresor scroll;

- temperatura maxima apa pentru tur, incalzire este 60 grd C;

- tip Freon : R410 A;

Pompele de caldura din gama HXW sunt ideale pentru aplicatii în sistemele rezidentiale de dimensiuni mici si medii.

- Microprocesorul permite controlul sistemului de încalzire si racire, al vasului de acumulare pentru apa calda menajera si al sistemului de încalzire cu panouri solare.

Datorita sistemului de control încorporat, poate controla în cascada pâna la 16 unitati, generatorul de caldura poate fi folosit si pentru aplicatii în sistemele de dimensiunimedii (complexe sportive), nu numai in aplicatiile rezidentiale.

 - Sistemele suplimentare de încalzire tip rezistente electrice integrative (optionale) sunt disponibile cu alimentare monofazica si trifazica.

Aceste sisteme de încalzire genereaza o putere termica suplimentara de 9 kW care este gestionata în mod automat de catre microprocesor pentru trei trepte de operare (33%-66%-100%).

 - Telecomanda este disponibila în varianta cu fir sau fara fir si permite utilizatorului sa acceseze toate functiile sistemului.

În varianta standard, pompa dispune de o sonda de exterior.

 - Producerea apei calde menajere poate fi gestionata în mai multe feluri.

Accesul la vasul separat de acumulare, se face prin intermediul unei vane cu trei cai instalate pe unitate (optional) sau cu ajutorul unei vane cu trei cai externe.

Vasul separat de acumulare poate fi încalzit prin intermediul unui schimbator de caldura si al unei pompe instalate pe unitate.

 - Vana cu trei cai, sistemul de protectie împotriva Legionella, punctul de configurare si programarile de orice tip ale vasului de acumulare sunt controlate prin intermediul microprocesorului existent.

 Pompa de caldura poate fi conectata la sisteme cu temperaturi joase, cum ar fi sisteme de încalzire prin pardoseala/ pereti /tavan si radiatoare din aluminiu (dimensionate în functie de necesitati), în vederea optimizarii coeficientului de performanta pentru racirea serpentinei.

schema